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Registro Completo |
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Biblioteca(s): |
Embrapa Cerrados. |
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Data corrente: |
17/08/2021 |
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Data da última atualização: |
17/08/2021 |
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Tipo da produção científica: |
Artigo em Periódico Indexado |
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Autoria: |
ALTHOFF, D.; RODRIGUES, L. N.; SILVA, D. D. da. |
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Afiliação: |
DANIEL ALTHOFF; LINEU NEIVA RODRIGUES, CPAC; DEMETRIUS DAVID DA SILVA. |
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Título: |
Addressing hydrological modeling in watersheds under land cover change with deep learning. |
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Ano de publicação: |
2021 |
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Fonte/Imprenta: |
Advances in Water Resources, v. 154, 2021. |
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Páginas: |
12 p. |
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DOI: |
https://doi.org/10.1016/j.advwatres.2021.103965 |
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Idioma: |
Inglês |
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Conteúdo: |
The impacts of land cover change have traditionally been assessed in hydrological modeling with a priori knowl- edge, e.g., using methods based on the curve number, or by calibrating hydrological models over different time periods. However, how hydrological processes respond to such changes is extremely context-dependent. Thus, there is an opportunity for the development of hydrological models that can learn from large hydrological data sets under the context of severe environmental changes. In this study, a single regional hydrological model is developed based on long short-term memory (LSTM) neural networks using different input configurations. One model considers only meteorological forcings as inputs (I1), another model considers meteorological forcings and static catchment attributes (I2), and a third model also considers meteorological forcings and catchment attributes but where the land cover characteristics are dynamic (I3). The models are trained using information from 411 catchments in the Brazilian Cerrado biome. The data set includes, for each catchment, the daily stream- flow observations (target), daily precipitation and reference evapotranspiration (meteorological forcings), and 21 catchment attributes including topography, climate indices, soil characteristics, and land cover characteristics. Considering catchment attributes increases the performance of the LSTM model (I2 and I3 median KGE : 0.69). Considering the land use cover characteristics as dynamic improves the predictions under low-flow conditions (I3 median rNSE : 0.62) when compared to the model considering such characteristics as static (I2 median rNSE : 0.53). This study also uses the deep network with the integrated gradients technique to explore the contribution of the catchment characteristics to streamflow and the number of time steps of influence for the deep network in different regions. MenosThe impacts of land cover change have traditionally been assessed in hydrological modeling with a priori knowl- edge, e.g., using methods based on the curve number, or by calibrating hydrological models over different time periods. However, how hydrological processes respond to such changes is extremely context-dependent. Thus, there is an opportunity for the development of hydrological models that can learn from large hydrological data sets under the context of severe environmental changes. In this study, a single regional hydrological model is developed based on long short-term memory (LSTM) neural networks using different input configurations. One model considers only meteorological forcings as inputs (I1), another model considers meteorological forcings and static catchment attributes (I2), and a third model also considers meteorological forcings and catchment attributes but where the land cover characteristics are dynamic (I3). The models are trained using information from 411 catchments in the Brazilian Cerrado biome. The data set includes, for each catchment, the daily stream- flow observations (target), daily precipitation and reference evapotranspiration (meteorological forcings), and 21 catchment attributes including topography, climate indices, soil characteristics, and land cover characteristics. Considering catchment attributes increases the performance of the LSTM model (I2 and I3 median KGE : 0.69). Considering the land use cover characteristics as dynamic imp... Mostrar Tudo |
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Palavras-Chave: |
Inteligência artificial; Modelo hidrológico. |
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Thesagro: |
Bacia Hidrográfica; Cerrado; Hidrologia. |
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Categoria do assunto: |
P Recursos Naturais, Ciências Ambientais e da Terra |
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Marc: |
LEADER 02600naa a2200229 a 4500
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520 $aThe impacts of land cover change have traditionally been assessed in hydrological modeling with a priori knowl- edge, e.g., using methods based on the curve number, or by calibrating hydrological models over different time periods. However, how hydrological processes respond to such changes is extremely context-dependent. Thus, there is an opportunity for the development of hydrological models that can learn from large hydrological data sets under the context of severe environmental changes. In this study, a single regional hydrological model is developed based on long short-term memory (LSTM) neural networks using different input configurations. One model considers only meteorological forcings as inputs (I1), another model considers meteorological forcings and static catchment attributes (I2), and a third model also considers meteorological forcings and catchment attributes but where the land cover characteristics are dynamic (I3). The models are trained using information from 411 catchments in the Brazilian Cerrado biome. The data set includes, for each catchment, the daily stream- flow observations (target), daily precipitation and reference evapotranspiration (meteorological forcings), and 21 catchment attributes including topography, climate indices, soil characteristics, and land cover characteristics. Considering catchment attributes increases the performance of the LSTM model (I2 and I3 median KGE : 0.69). Considering the land use cover characteristics as dynamic improves the predictions under low-flow conditions (I3 median rNSE : 0.62) when compared to the model considering such characteristics as static (I2 median rNSE : 0.53). This study also uses the deep network with the integrated gradients technique to explore the contribution of the catchment characteristics to streamflow and the number of time steps of influence for the deep network in different regions.
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Registro original: |
Embrapa Cerrados (CPAC) |
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Biblioteca |
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| Registros recuperados : 28 | |
| 4. |  | QUINZEIRO NETO, T.; LANA, A. M. Q.; REIS, G. L.; HOLANDA JUNIOR, E. V.; BORGES, I. Caracterização da caprino-ovinocultura de corte de produtores de Jussara e Valente, BA. Revista Caatinga, Mossoró, v. 24, n. 2, p. 165-173, abr./jun. 2011.| Tipo: Artigo em Periódico Indexado | Circulação/Nível: B - 4 |
| Biblioteca(s): Embrapa Amazônia Oriental; Embrapa Caprinos e Ovinos. |
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| 6. | | BARROS, D. V.; GARCIA, A. R.; NAHUM, B. de S.; QUINZEIRO NETO, T. Uso de dispositivo eletrônico para controle e rastreabilidade de búfalos na Amazônia Oriental. In: SEMINÁRIO DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA, 14., 2010, Belém, PA. Bolsista de iniciação científica: um aporte ao desenvolvimento da pesquisa agropecuária: anais. Belém, PA: Embrapa Amazônia Oriental, 2010. 1 CD-ROM. PIBIC 2010.| Tipo: Artigo em Anais de Congresso |
| Biblioteca(s): Embrapa Amazônia Oriental. |
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| 7. | | BARROS, D. V.; GARCIA, A. R.; NAHUM, B. de S.; OLIVEIRA JUNIOR, M. C. M. de; QUINZEIRO NETO, T. Eficiência do implante subcutâneo de transponders para identificação eletrônica de búfalos em diferentes faixas etárias. In: SEMINÁRIO DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA DA EMBRAPA AMAZÔNIA ORIENTAL, 15., 2011, Belém, PA. A ciência de fazer ciência: anais. Belém, PA: Embrapa Amazônia Oriental, 2011. 1 CD-ROM. PIBIC-2011.| Tipo: Artigo em Anais de Congresso |
| Biblioteca(s): Embrapa Amazônia Oriental. |
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| 8. | | GARCIA, A. R.; ALVAREZ, W. F. M.; COSTA, N. A. da; NAHUM, B. de S.; QUINZEIRO NETO, T.; CASTRO, S. R. S. de. Avaliação do desempenho de bovinos de corte criados em sistemas silvipastoris no estado do Pará. Amazônia: Ciência & Desenvolvimento, Belém, PA, v. 4, n. 8, p. 51-62, jan./jun. 2009.| Tipo: Artigo em Periódico Indexado | Circulação/Nível: C - 0 |
| Biblioteca(s): Embrapa Amazônia Oriental. |
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| 9. | | QUINZEIRO NETO, T.; CARMO, M. P. do; REIS, G. L.; HOLANDA JUNIOR, E. V.; BORGES, I.; LANA, Q. M. Q.; SOUZA, F. A. Caracterização de sistemas de produção de carne dos produtores de caprinos e ovinos pertencentes às cooperativas das regiões de Jussara e Valente - BA. In: REUNIÃO ANUAL DA SOCIEDADE BRASILEIRA DE ZOOTECNIA, 43., 2006, João Pessoa. Produção animal em biomas tropicais: anais dos simpósios. João Pessoa: Sociedade Brasileira de Zootecnia, 2006. 4 f.| Tipo: Artigo em Anais de Congresso |
| Biblioteca(s): Embrapa Caprinos e Ovinos. |
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| 10. | | QUINZEIRO NETO, T.; CARMO, M. P. do; REIS, G. L.; HOLANDA JÚNIOR, E. V.; BORGES, I.; LANA, A. M. Q.; SOUSA, F. A.; SOUSA, L. F. Caracterização da infra-estrutura dos sistemas de produção de carne dos produtores de caprinos e ovinos pertencentes as cooperativas das regiões de Jussara e Valente-BA. In: REUNIÃO ANUAL DA SOCIEDADE BRASILEIRA DE ZOOTECNIA, 43., 2006, João Pessoa. Produção animal em biomas tropicais: anais dos simpósios. João Pessoa: Sociedade Brasileira de Zootecnia, 2006. 4 f.| Tipo: Artigo em Anais de Congresso |
| Biblioteca(s): Embrapa Caprinos e Ovinos. |
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| 11. | | GARCIA, A. R.; NAHUM, B. de S.; SANTOS, J. C. dos; SENA, A. L. dos S.; QUINZEIRO NETO, T.; KAHWAGE, P. R. Caracterização do manejo reprodutivo de bovinos leiteiros em propriedades da messoregião Oeste do estado do Pará. In: REUNIÃO ANUAL DA SOCIEDADE BRASILEIRA DE ZOOTECNIA, 48., 2011, Belém, PA. O desenvolvimento da produção animal e a responsabilidade frente a novos desafios: anais. Belém, PA: SBZ, 2011.| Tipo: Artigo em Anais de Congresso |
| Biblioteca(s): Embrapa Amazônia Oriental. |
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| 12. | | QUINZEIRO NETO, T.; LOURENÇO JUNIOR, J. de B.; GARCIA, A. R.; SANTOS, J. C. dos; SANTOS, M. A. S. dos; NERES, L. de S. A bubalinocultura em áreas de reserva extrativista na Amazônia: o caso da Resex Verde para Sempre, Porto de Moz, estado do Pará. Amazônia: ciência & desenvolvimento, v. 9, n. 18, p. 115-136, jan./jun. 2014.| Tipo: Artigo em Periódico Indexado | Circulação/Nível: B - 2 |
| Biblioteca(s): Embrapa Amazônia Oriental; Embrapa Pecuária Sudeste. |
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| 13. | | FRAZAO, J. M. F.; COSTA, J. B.; QUINZEIRO NETO, T.; ARAUJO NETO, R. B. de; TEIXEIRA NETO, M. L.; AZEVEDO, D. M. P. de; CARVALHO, G. M. C. Corn and soybean yield in the integrated crop-livestock system in the cerrado, Maranhão eastern region. In: CONGRESSO MUNDIAL SOBRE SISTEMAS DE INTEGRAÇÃO; SIMPÓSIO INTERNACIONAL SOBRE SISTEMAS DE INTEGRAÇÃO LAVOURA PECUÁRIA, 3., 2015, Brasília. Rumo à intensificação sustentável, 2015. Resumo| Tipo: Resumo em Anais de Congresso |
| Biblioteca(s): Embrapa Maranhão; Embrapa Meio-Norte. |
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| 14. | | COSTA, J. B.; QUINZEIRO NETO, T.; FRAZAO, J. M. F.; TEIXEIRA NETO, M. L.; ARAUJO NETO, R. B. de; MACEDO, E. S. de; LIMA, L. de P. C. Corn yield in the integrated crop-livestock system in Fortuna, Maranhão State. In: WORLD CONGRESS ON INTEGRATED CROP-LIVESTOCK-FOREST SYSTEMS; INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON INTEGRATED CROP-LIVESTOCK SYSTEMS, 3., 2015, Brasília, DF. Towards sustainable intensification: proceedings. Brasília, DF: Embrapa; Porto Alegre: UFRGS, 2015. p. 207. Seção posters.| Tipo: Resumo em Anais de Congresso |
| Biblioteca(s): Embrapa Meio-Norte. |
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| 15. | | COSTA, J. B.; QUINZEIRO NETO, T.; FRAZAO, J. M. F.; TEIXEIRA NETO, M. L.; ARAUJO NETO, R. B. de; MACEDO, E. S. de; LIMA, L. de P. C. Corn yield in the integrated crop-livestock system in Fortuna, Maranhão State. In: CONGRESSO MUNDIAL SOBRE SISTEMAS DE INTEGRAÇÃO; SIMPÓSIO INTERNACIONAL SOBRE SISTEMAS DE INTEGRAÇÃO LAVOURA PECUÁRIA, 3., 2015, Brasília. Rumo à intensificação sustentável, 2015. Resumo| Tipo: Resumo em Anais de Congresso |
| Biblioteca(s): Embrapa Maranhão. |
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| 16. | | QUINZEIRO NETO, T.; FRAZAO, J. M. F.; COSTA, J. B.; TEIXEIRA NETO, M. L.; AZEVEDO, D. M. P. de; LIMA, L. de P. C.; MACEDO, E. S. de. Corn yield in the integrated crop-livestock system in Peritoró, cocais region of Maranhão State. In: WORLD CONGRESS ON INTEGRATED CROP-LIVESTOCK-FOREST SYSTEMS; INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON INTEGRATED CROP-LIVESTOCK SYSTEMS, 3., 2015, Brasília, DF. Towards sustainable intensification: proceedings. Brasília, DF: Embrapa; Porto Alegre: UFRGS, 2015. p. 218. Seção posters.| Tipo: Resumo em Anais de Congresso |
| Biblioteca(s): Embrapa Meio-Norte. |
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| 17. | | QUINZEIRO NETO, T.; FRAZAO, J. M. F.; COSTA, J. B.; TEIXEIRA NETO, M. L.; AZEVEDO, D. M. P. de; LIMA, L. de P. C.; MACEDO, E. S. de. Corn yield in the integrated crop-livestock system in Peritoró, cocais region of Maranhão State. In: CONGRESSO MUNDIAL SOBRE SISTEMAS DE INTEGRAÇÃO; SIMPÓSIO INTERNACIONAL SOBRE SISTEMAS DE INTEGRAÇÃO LAVOURA PECUÁRIA, 3., 2015, Brasília. Rumo à intensificação sustentável, 2015. Resumo| Tipo: Resumo em Anais de Congresso |
| Biblioteca(s): Embrapa Maranhão. |
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| 18. | | QUINZEIRO NETO, T.; GARCIA, A. R.; SANTOS, J. C. dos; GARCIA, M. T.; HOMMA, A. K. O.; LOURENÇO JUNIOR, J. B. Socioeconomical importance of buffalo breeding to small farm agriculture at Xingu River floodplains, Pará, Brazil. Revista Veterinaria, v. 21, supl. 1, p. 1013-1015, 2010. Proceeding of World Buffalo Congress, 9., 2010, Buenos Aires.| Tipo: Artigo em Anais de Congresso |
| Biblioteca(s): Embrapa Amazônia Oriental. |
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| 19. | | SANTOS, A. X.; KAHWAGE, P. R.; FATURI, C.; QUINZEIRO NETO, T.; LOURENÇO JÚNIOR, J. B.; JOELE, M. R. S. P.; GARCIA, A. R. Feed supplementation with palm kernel cake-based concentrate increases the quality of water buffalo semen. Animal Reproduction, v. 11, n. 2, p. 85-95, 2014.| Tipo: Artigo em Periódico Indexado | Circulação/Nível: B - 1 |
| Biblioteca(s): Embrapa Amazônia Oriental; Embrapa Pecuária Sudeste. |
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| 20. | | QUINZEIRO NETO, T.; GOMES, J. F. B.; LOPES, C. E. V.; VELOSO, J. de R. C.; SANTIAGO, C. M.; BESERRA JUNIOR, J. S.; FONSECA, W. B. da. Parceria institucional entre a Embrapa e prefeituras municipais: relato de caso e passo a passo. São Luís, MA: Embrapa Cocais, 2017. (Embrapa Cocais. Documentos, 04).| Biblioteca(s): Embrapa Maranhão. |
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